一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法技术

本发明专利技术涉及钢帘线盘条领域，具体为一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法。工艺流程为：混铁炉→铁水预处理，脱S、扒渣→120吨顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸；其中，(1)转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量0.45～0.55wt％，终点磷含量0.010～0.016wt％，转炉终点温度1620～1640℃；(2)渣中CaO的控制，ω(CaO)＝40～50wt％，终渣碱度R≥2.8；(3)LF炉精炼的“白渣”操作，保持渣中ω(FeO)降到1.0wt％以下，形成强还原性气氛；(4)在精炼LF炉处理结束后，对钢水进行软吹氩处理。采用本发明专利技术严格控制夹杂物的数量及形态，使夹杂物总量减少，同时避免产生大颗粒脆性及不变形夹杂物。

Method for controlling non-metallic inclusion of cord steel LX72A

The invention relates to the field of a steel cord wire rod, in particular to a method for controlling the non-metallic inclusion of cord steel LX72A. The process is: the pretreatment of mixer furnace, molten iron, slag, removal of S, 120 tons of top and bottom blowing ladle, refining, 150mm * 150mm billet continuous casting of argon blowing and LF furnace; among them, (1) converter used in high carbon technology, end point carbon content of 0.45 ~ 0.55wt%, 0.010 ~ end point phosphorus content 0.016wt% end point temperature of converter 1620 ~ 1640 DEG C; (2) the control of CaO in slag, w (CaO) = 40 ~ 50wt%, the basicity of R = 2.8; (3) LF refining the white slag operation, keep slag w (FeO) below 1.0wt%, the formation of strong reduction atmosphere; (4) at the end of LF refining process of molten steel, soft argon blowing treatment. The present invention strictly controls the number and shape of inclusions, reduces the total amount of inclusions, and avoids large particle brittleness and invariant inclusions.

【技术实现步骤摘要】
一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法
本专利技术涉及钢帘线盘条领域，具体为一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法。
技术介绍
钢帘线主要用于轮胎子午线增强用骨架，具有强度高、韧性好的特点，也是线材制品中要求极高，生产难度最大的产品之一。根据轮胎产品性能的发展需求和钢帘线生产企业的需求，帘线钢向着高强、超高强发展，帘线钢每提高一个等级，汽车轮胎就可相应减重10％。在生产帘线过程中，要将Φ5.5mm盘条拉拔成Φ0.15mm的细丝，线材长度增至原来的1345倍，截面积缩至0.07％，接近拉拔工艺的极限，之后还要经过高速双捻机合股成绳,要求断丝率极低。较大颗粒夹杂物的存在，尤其是变形性较差的脆性夹杂物是产生断丝的主要原因。由于夹杂物的塑性较差，在拉拔或合股过程中，钢基体变形而夹杂物不变形，这样在钢和夹杂之间首先产生一个裂纹源，裂纹源延钢基体扩展，使钢的抗拉强度降低，当外部拉力大于该缺陷处的抗拉强度时即发生断裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，严格控制夹杂物的数量及形态，使夹杂物总量减少，同时避免产生大颗粒脆性及不变形夹杂物。本专利技术的技术方案是：一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，工艺流程为：混铁炉→铁水预处理，脱S、扒渣→120吨顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸；其中，(1)转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量0.45～0.55wt％，终点磷含量0.010～0.016wt％，转炉终点温度1620～1640℃；(2)渣中CaO的控制，ω(CaO)＝40～50wt％，终渣碱度R≥2.8；(3)LF炉精炼的“白渣”操作，保持渣中ω(FeO)降到1.0wt％以下，形成强还原性气氛；(4)在精炼LF炉处理结束后，对钢水进行软吹氩处理。所述的帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，渣中CaO的控制中，终渣碱度R＝2.9～3.2。所述的帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，渣中FeO的控制：ω(FeO)＝14～18wt％，ω(CaO)/ω(FeO)＝2.5～3.0；渣中Al2O3的控制：ω(Al2O3)＝18～22wt％。所述的帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，LF炉精炼的“白渣”操作过程如下：(1)挡渣出钢，控制钢包内渣量厚度不大于50mm；(2)在白渣形成后，对炉渣进行改质，通过加入石英砂，来提高渣中ω(SiO2)含量，降低炉渣碱度，使其碱度控制在0.8～1.2；(3)控制LF炉内气氛为还原性气氛；(4)底吹氩搅拌。所述的帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，软吹氩气流量控制在80～110L/min，吹氩10～15min。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术采用混铁炉→铁水预处理(脱S、扒渣)→120吨顶底复吹转炉(副枪)→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸的工艺路线生产帘线钢LX72A是可行的。2、本专利技术帘线钢LX72A属高碳钢，开发了转炉吹炼终点“高碳低磷”控制技术，转炉吹炼终点得到有效控制，C、P、T均能满足质量、工艺要求。3、本专利技术优化了LF精炼造“白渣”工艺和“软吹氩”工艺，使得夹杂物处在钙斜长石和假硅灰石相邻周边低熔点区域。保证了夹杂物的尺寸、形态，更有利于夹杂物的充分上浮，提高了钢水的纯净度。附图说明图1为夹杂物碰撞长大图。图2为CaO-Al2O3-SiO2系三元相图。图3为终点碳与温度影响关系图。图4为渣中ω(CaO)与磷的分配比的关系。具体实施方式在具体实施过程中，本专利技术帘线钢LX72A的生产工艺流程为：混铁炉→铁水预处理(脱S、扒渣)→120吨顶底复吹转炉(副枪)→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸。(一)夹杂物控制理论依据1、转炉吹炼终点“高碳低磷”控制理论分析LX72A是碳含量高、磷硫含量低的钢种，其生产工艺与传统产品存在一定差异，对冶炼钢水的纯净度要求更高，对冶炼工艺要求更加苛刻。转炉冶炼帘线钢的主要困难是：首先，吹炼终点碳高，吹炼时间短，吹炼终点正处于降碳速度较快的阶段，不利于化渣、脱磷和终点控制；其次，冶炼帘线钢时，“拉碳”时间短，将影响终点温度。而转炉吹炼终点要求的钢水温度很高，当终点碳高时，钢水的温度不易达到目标值，补吹提温又保不了碳含量。低温有利于脱磷，即使在较低的炉渣碱度和较低渣中T.Fe条件下，采用小渣量也可以保证较好的脱磷效果。在1350℃下，渣-钢间磷的分配比700；而在高温条件下(1660℃)，即使提高了渣中T.Fe和炉渣碱度(有利于脱磷)，对应的磷分配比仅为97(不足低温条件下分配系数的1/7)。因此，造成两种工况下对应的理论渣量差别也很大。由此看出，复吹转炉吹炼过程脱磷的最佳时机在吹炼前期，而前期脱磷的效果主要取决于熔池的动力学条件：(1)熔池内有足够强的搅拌动能，促进钢-渣间的平衡；(2)保证一定的脱磷时间。2、脱氧产物上浮基本理论图1为实验过程中拍摄到的夹杂物碰撞长大图。控制钢中夹杂物，一是要从源头上减少夹杂物的产生和外来夹杂的进入，二是要在处理过程中使夹杂物变性，通过热力学和动力学条件使其充分上浮、排除钢液。脱氧产物迅速上浮排除基于以下理论：(1)低熔点理论。此理论认为，在脱氧过程中只有形成液态脱氧产物，才容易由细小颗粒碰撞合并、聚集、粘附而长大上浮，也只有液态脱氧产物呈球形，其上浮速度将随下列因素而加快，如颗粒度的增大、钢水黏度的减小、钢水与脱氧产物密度差的增大等。(2)吸附理论。实际上有些钢种，大量的用单一元素脱氧，尽管形成了许多细小、高熔点脱氧产物，最终成品钢中的夹杂物含量并不高，钢质量也很好。所以，吸附理论认为，上述低熔点理论不够全面，没有考虑到夹杂物与钢水之间的相互作用。脱氧产物的颗粒细小，但其比表面积很大，也可以从钢水中排除。3、帘线钢中夹杂物形态控制研究关于帘线钢中夹杂物形态及成分的控制，国内外专家研究表明：当采用Si-Mn脱氧时，夹杂物主要是MnO-Al2O3-SiO2系(来自脱氧产物)和CaO-Al2O3-SiO2系(来自炉渣)。对于MnO-Al2O3-SiO2系，理想的夹杂应该是锰铝榴石(3MnO-Al2O3-3SiO2)及其周边的低熔点区域；对于CaO-Al2O3-SiO2系，理想的夹杂物是钙斜长石(CaO-Al2O3-2SiO2)与假灰硅石(CaO·SiO2)相邻的周边低熔点区域，即图2中的阴影部位。以上两个区域夹杂物熔点较低(≤1500℃)，变形性较好，在制作帘线拔丝及合股过程不会断丝。在以上区域内，夹杂物中Al2O3含量均在20wt％左右，根据Al2O3含量与夹杂物不变形指数的关系，Al2O3含量在20wt％左右时，夹杂物不变形指数最低，对帘线拔丝及合股过程的危害最小。(二)转炉吹炼终点“高碳低磷”控制技术研究1、废钢加入量对吹炼终点温度的影响(1)钢种碳含量对废钢加入量的影响为实现高碳钢转炉终点温度与碳同时命中要求，根据热平衡计算、结合终点碳与温度关系以及大量生产实践的经验(1t废钢冷却效应值12～14℃)，制定转炉废钢加入参考量如表1所示。表1碳钢转炉装入参考量注：铁水加入量作相应调整，总装入量不变(2)转炉吹炼终点碳含量对终点温度的影响转炉吹炼终点碳含量对终点温度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，其特征在于，工艺流程为：混铁炉→铁水预处理，脱S、扒渣→120吨顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸；其中，(1)转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量0.45～0.55wt％，终点磷含量0.010～0.016wt％，转炉终点温度1620～1640℃；(2)渣中CaO的控制，ω(CaO)＝40～50wt％，终渣碱度R≥2.8；(3)LF炉精炼的“白渣”操作，保持渣中ω(FeO)降到1.0wt％以下，形成强还原性气氛；(4)在精炼LF炉处理结束后，对钢水进行软吹氩处理。

【技术特征摘要】
1.一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，其特征在于，工艺流程为：混铁炉→铁水预处理，脱S、扒渣→120吨顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸；其中，(1)转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量0.45～0.55wt％，终点磷含量0.010～0.016wt％，转炉终点温度1620～1640℃；(2)渣中CaO的控制，ω(CaO)＝40～50wt％，终渣碱度R≥2.8；(3)LF炉精炼的“白渣”操作，保持渣中ω(FeO)降到1.0wt％以下，形成强还原性气氛；(4)在精炼LF炉处理结束后，对钢水进行软吹氩处理。2.按照权利要求1所述的帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，其特征在于，渣中CaO的控制中，终渣碱度R＝2.9～3.2。3.按照权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠东，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21